内容正文:
专题03 二次根式的化简
目录
典例详解
类型一、二次根式的双重非负性
类型二、根据字母的取值范围进行化简
类型三、复合二次根式的化简
类型四、字母为二次根式的化简求值
类型五、二次根式的探究规律问题
类型六、二次根式的材料题
类型七、二次根式的创新新定义题型
压轴专练
类型一、二次根式的双重非负性
双重非负性:
【例1】将二次根式根号外的移入根号内得到( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:,
∴.
∴,
故选:D.
【例2】已知,则 .
【答案】5
【详解】解:,
,
解得,
,
,
故答案为:5.
【变式1-1】若,则的取值范围是( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:∵,
∴,
∴,
故选:.
【变式1-2】化简:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1);
(2);
(3);
(4).
【详解】(1)解:由二次根式非负性,可得,
∴原式
;
(2)解:由二次根式非负性,结合,可得,
∴ 原式
;
(3)解:原式=
;
(4)解:由二次根式非负性,即有,可得,
∴原式
.
【变式1-3】已知三角形的三边分别为,其中两边满足,那么这个三角形的最长边的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:,
,则,
,
要使,则,
解得,
由三角形的三边关系可知,
是这个三角形的最长边,
,即这个三角形的最长边的取值范围是,
故选:B.
【点睛】本题考查三角形三边关系、绝对值非负性、非负数和为零的条件、完全平方公式因式分解、二次根式性质等知识,熟记三角形三边关系、绝对值非负性、非负数和为零的条件、完全平方公式因式分解、二次根式性质等知识是解决问题的关键.
类型二、根据字母的取值范围进行化简
处理方式:
先根据二次根式有意义的条件(被开方数非负、分母不为零等)确定字母的取值范围,再利用二次根式的性质,结合字母范围判断绝对值内式子的符号(非负时直接去绝对值,负数时取相反数),最后化简合并即可。
【例3】已知,化简二次根式的正确结果是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:,
,
;
故答案为:B
【例4】是某三角形三边的长,则等于( )
A. B. C.10 D.4
【答案】D
【详解】解:是三角形的三边,
,
解得:,
,
故选:D.
【点睛】本题考查了二次根式的性质及化简,解题的关键是:先根据题意求出的范围,再对二次根式化简.
【变式2-1】若实数m,n在数轴上的位置如图所示,化简代数式.
【答案】
【详解】解:由数轴可知,
.
【变式2-2】已知a,b,c为三角形三边,则= .
【答案】
【详解】由三角形的三边关系定理得:
则
故答案为:.
【点睛】本题考查了三角形的三边关系定理、二次根式的运算,掌握理解三角形的三边关系定理是解题关键.
【变式2-3】已知(m,n为两个连续奇数,),则下列对p的表述中正确的是( )
A.总是奇数 B.总是偶数
C.总是无理数 D.可能是有理数可能是无理数
【答案】B
【详解】解:∵m,n为两个连续奇数,
∴,
∴
,
∵为奇数,则为偶数,
∴为偶数,
故选:B.
类型三、复合二次根式的化简
处理方式:
假设,两边平方后得,对比系数得方程组,解出正实数(满足),代入原式即可化简为。
【例5】化简的结果是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:原式
,
故选:D.
【例6】观察、思考、解答:
反之
(1)仿上例,化简:______,______.
(2)若,则m、n与a、b的关系是什么?并说明理由;
【答案】(1),
(2);理由见解析
【详解】(1)解:;
;
故答案为:,;
(2)∵,
∴
即,
∴
【变式3-1】已知a、b为有理数,且满足,则等于( )
A. B. C.2 D.4
【答案】D
【详解】解:∵,
又∵,
∴,
∴,,
∴,
故选:D.
【变式3-2】阅读与思考
形如的化简,只要我们找到两个数,使,,这样,,那么便有().
例如:化简.
解:首先把化为,这里,.
由于,,,,
∴.
仿照上面例题,解决下列问题.
(1).
(2).
(3).
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)解:;
(2)解:;
(3)解:.
【变式3-3】先阅读下列材料,再解决问题:
阅读材料:数学上有一种根号内又带根号的数,它们能通过完全平方公式及二次根式的性质化去一层根号.例如:
.
解决问题:
(1)在横线和括号内上填上适当的数:
;
(2)根据上述思路,试将予以化简.
【答案】(1);;;
(2)
【详解】(1)解:
;
故答案为:;;;;
(2)解:
.
类型四、字母为二次根式的化简求值
处理方式:
先将字母所代表的二次根式化简或有理化,再对所求代数式进行因式分解、合并同类项等变形,使其能利用字母的结构特征(如平方、和差关系)整体代入
【例7】若,则代数式的值为( )
A.5 B.7 C.9 D.
【答案】B
【详解】解:∵,
∴
,
故选:B.
【例8】已知,则代数式的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:∵,
∴,
∴
.
故选C.
【点睛】本题考查二次根式的化简求值.熟练掌握二次根式的运算法则,利用整体思想进行求解,是解题的关键.
【变式4-1】已知,.
(1)求的值;
(2)求的值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)解:
;
(2)解:
.
【变式4-2】当时,多项式的值为
【答案】
【详解】解:∵,
∴,
∴,
∴
.
故答案为:.
【变式4-3】写作业时,小明被一道题难住了:“若,求的值.”老师给予了必要的方法提示:不宜直接代入计算,需要先化简已知式,
……
请你根据老师的提示,解决如下问题:
(1)计算:________;
(2)若,求的值.
【答案】(1);
(2).
【详解】(1)解:.
故答案为:
(2)
·
.
类型五、二次根式的探究规律问题
处理方式:
先计算前几个具体式子的值或化简结果,观察根号内数字、被开方数结构或化简后形式的规律(如整数、分数、根号外系数与根号内的关系),分析其与项数n的关联(如平方数、等差数列、因式分解等),归纳猜想通项公式,再通过代入验证或代数化简(如配完全平方、分母有理化)证明规律的一般性。
【例9】一组数据按一定规律排列:,,,,,……,这组数据的第25项是 .
【答案】
【详解】解:按一定规律排列的一列数:,即,,即,,……,故第n个数为(且n为正整数),
所以第25个数是即.
故答案为:.
【例10】观察下列等式,并回答问题:
第1个等式:
第2个等式:
第3个等式:
第4个等式:
……
(1)请直接写出第5个等式_______;
(2)根据上述规律猜想:若n为正整数,请用含n的式子表示第n个等式,并证明;
(3)计算:.
【答案】(1)
(2),证明见详解
(3)1
【详解】(1)解:依题意,第5个等式:,
故答案为:;
(2)解:依题意,第n个等式:.
即第n个等式:,
证明如下:
;
(3)解:由(2)得
∴
.
【变式5-1】观察下列一组式子的变形过程,然后回答问题:
…
(1)求的倒数;
(2)请你用含(为正整数)的关系式表示上述各式子的变形规律(不必证明);
(3)利用上面的结论,求下列式子的值:
【答案】(1)
(2)
(3)2024
【详解】(1)解∶ ,
的倒数是;
(2)解:观察已知式子可得,;
(3)解∶ 原式
.
【变式5-2】观察下列各式:
,
,
,
……
请利用你所发现的规律,
求的值.
【答案】
【详解】解:由题意可得:
.
【变式5-3】观察下列等式:
第1个等式:,第2个等式:,第3个等式:,
第4个等式:按照以上规律,解决下列问题:
(1)第6个等式:______;
(2)写出你猜想的第个等式,并证明其正确性(用含的式子表示);
(3)若符合上述规律,请直接写出代数式的值.
【答案】(1)
(2);证明见解析
(3)的值为2或30
【详解】(1)解:由题干中所给等式可得第6个等式为:,
故答案为:;
(2)解:第n个等式为:,证明如下:
;
(3)解:∵
∴,
符合所得规律,
,
解得:或,,
那么或,
即的值为2或30.
类型六、二次根式的材料题
【例11】阅读材料:
大家知道是无理数,而无理数是无限不循环小数,因此的小数部分我们不可能全部写出来,于是小明用来表示的小数部分,你同意小明的表示方法吗?
事实上,小明的表示方法是有道理的,因为的整数部分是1,将这个数减去其整数部分,差就是小数部分.
又例如:因为,即,所以的整数部分为2,小数部分为.
请解答下列问题:
(1)的整数部分是_____,小数部分是_____;
(2)如果的小数部分为,的整数部分为,求的值;
(3)已知,其中是整数,且,求的相反数.
【答案】(1),
(2)3
(3)
【详解】(1)解:,
,即,
的整数部分是,小数部分是,
故答案为:4,;
(2)解:,
,即,
,
,
,即,
,
;
(3)解:,
,即,
.
,其中m是整数,且,
,,
,
∴的相反数为.
【例12】【阅读材料】我们已经学习了《二次根式》和《乘法公式》,聪明的你可以发现:
当,时:
∵,
∴.
∴,当且仅当时取等号,即当时,有最小值为.
【学以致用】根据上面材料回答下列问题:
(1)______(用>或<填空);式子的最小值为______;
(2)求分式的最小值
(3)应用:小明同学要做一个面积为1250平方厘米,对角线互相垂直的四边形风筝(如图所示),则用来做对角线(,)的竹条至少要多长?
【答案】(1);
(2)6
(3)用来做对角线的竹条至少要100厘米长
【详解】(1)解:根据题意可得;
,
故式子的最小值为,
故答案为:;;
(2)解:,
∴的最小值为6;
(3)解:四边形的面积;
∴,
∴,
答:用来做对角线的竹条至少要100厘米长.
【变式6-1】阅读材料:像,,……这种两个含二次根式的代数式相乘,积不含二次根式,我们称这两个代数式互为有理化因式.在进行二次根式运算时,利用有理化因式可以化去分母中的根号.
如:,
请你解决如下问题:
(1)的有理化因式是______,______.
(2)化简.
(3)数学课上,老师出了一道题“已知,求的值”
聪明的小明同学根据上述材料,做了这样的解答:
因为,所以.
所以,所以,所以,
所以,所以
利用上述方法:若,求的值.
【答案】(1),
(2)
(3)
【详解】(1)解:∵,
∴的有理化因式是,
,
故答案为:,;
(2)解:
,
∴
;
(3)解:∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴
.
【变式6-2】阅读材料1:
在不等式领域,有一个叫基本不等式的工具,表述如下:对于任意的正数a、b,都有,当且仅当时等号成立,它是解决最值问题的有力工具.
例如:在的条件下,,当且仅当时,即时等号成立,从而有最小值2.
阅读材料2:
我们知道,假分数可以写成一个整数与一个真分数的和,如,当分式的分母次数小于分子的次数时,也有类似的变换,如:
(1),
(2).
请根据阅读材料解答下列问题:
(1)若为正数,则的最小值为______,此时,______;
(2)若为正数,则的最小值为______,此时,______;
(3)求下列分式在给定的的取值范围内的最小值,并指出取得最小值时对应的的值.
①
②
【答案】(1)6,3
(2),
(3)①时,原式有最小值4,②时,原式有最小值5
【详解】(1)解:∵对于任意的正数a、b,都有,当且仅当时等号成立,
∴为正数,则的最小值为,此时,
解得:或(不符合题意,舍去);
(2)解:∵对于任意的正数a、b,都有,当且仅当时等号成立,
∴为正数,则的最小值为,此时,
解得:或(不符合题意,舍去);
(3)解:①
当且仅当时取等号,得
或,即或,
又,
时取等号,即时,原式有最小值4.
②
当且仅当时取等号,得
或,即或,
又,
∴当时取等号,即时,原式有最小值5.
【变式6-3】请阅读下列材料:
已知,求代数式的值.
小熙根据二次根式的性质:,联想到了如下解法:
由得,,则,即,∴,两边同时乘以x得,,把作为整体,代入原式得,原式.
请运用上述方法解决下列问题:
(1)已知,求代数式的值;
(2)已知,求代数式的值.
【答案】(1)2025
(2)2026
【详解】(1)解:由得,,
则,即,
∴,
把代入原式得,
原式;
(2)解:由得,,即,
则,即,
∴,即
两边同时乘以得,
把作为整体,代入原式得,
原式.
类型七、二次根式的创新新定义题型
【例13】对代数式M定义新运算:.对于若干个数,先将任意两个数求和,再将这些和分别进行新运算,最后再将新运算的结果求和,称此为“新运算操作”.例如,对1,2,3进行“新运算操作”,得以下结论正确的有( )
①若,则;
②在实数范围内存在x,使得进行“新运算操作”的结果为8;
③a,b,c的“新运算操作”化简结果可能存在的不同表达式共有6种.
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】A
【详解】解:①∵,
∴,
∴或,
解得或,
故①错误;
②进行“新运算操作”得到,
∵在实数范围内存在x,使得进行“新运算操作”的结果为8;
∴,
则,
∵在数轴上和的距离为8,
∴在数轴上找不到一个数,使得到和的距离之和为6,
∴无解,
故②错误,
a,b,c的“新运算操作”结果为,
当,,时,原式;
当,,时,原式;
当,,时,原式;
当,,时,原式;
当,,时,原式;
当,,时,原式;
当,,时,原式;
当,,时,原式;
根据a,b,c的取值范围,化简结果可能存在的不同表达式共有8种.
故③错误,
故选:A
【例14】我们定义:一个整数能表示成(、是整数)的形式,则称这个数为“完美数”.例如,5是“完美数”.理由:因为.所以5是“完美数”.
【解决问题】(1)已知10是“完美数”,请将它写成(、是整数)的形式_____;
(2)已知(、是整数,是常数),要使S为“完美数”,试求出符合条件的一个值,并说明理由.
【探究问题】(3)已知,求的值是_____
【实际应用】(4)已知,,满足,求.
【答案】(1);(2),理由见解析;(3);(4)
【详解】(1)由条件可知;
故答案为:;
(2)
,
由条件可知,即.
(3)∵,
∴,
∴,
∴,,
解得,,
则.
故答案为:4.
(4)由条件可转化为,
,,,
.
【变式7-1】定义:对于一组关于x的多项式,,,,当其中两个多项式的乘积与另外两个多项式乘积的差为常数p时(不含字母x),称这样的四个多项式是一组黄金多项式,常数p的绝对值是这组黄金多项式的黄金因子.若多项式,,,是一组黄金多项式,黄金因子为2,则n的值为 .
【答案】
【详解】解:若多项式,,,(是有理数)是一组黄金多项式,有三种情况,
①
.
∵这是一组黄金多项式,
∴,
∴.
此时:舍去,
②
.
∵这是一组黄金多项式,
∴,
∴.
此时,符合题意;
③
.
∵这是一组黄金多项式,
∴,
∴.
此时;
综上所述,的值为.
故答案为:
【变式7-2】定义:形如和的两个实数,叫做共轭实数,其中为有理数且,为正整数且开方开不尽.
(1)请你写出一对共轭实数:________和__________;
(2)共轭实数都是无理数,但它们的和与积都是有理数.请计算()中你写出的一对共轭实数的和与积;
(3)已知,求代数式的值.
【答案】(1),(答案不唯一)
(2),
(3)
【详解】(1)解:写出的一对共轭实数可以是和,
故答案为:,;
(2)解:,
;
(3)解:∵,
∴,
,
∴原式
.
【变式7-3】定义:若两个二次根式,满足,且是有理数,则称与是关于的和谐二次根式.
(1)若与是关于6的和谐二次根式,求的值.
(2)若为有理数,且与是关于的和谐二次根式,求和的值.
【答案】(1)
(2),
【详解】(1)解:由题意可得,
.
(2)由题意可得,
整理得.
是有理数,
,,
,.
一、单选题
1.已知,,是的三边长,化简的结果是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:∵,,是的三边长,
,
,
故选:C.
2.若、为正有理数,则有得到有理数结果,例如:.我们把称为“的有理化因式”,与互称为“有理化因式”.某同学利用有理化因式,得到如下结论:
①;
②;
③若(其中为有理数)则;
④若,则.
以上结论正确的有( )
A.个 B.个 C.个 D.个
【答案】C
【详解】解:①,故①错误,不合题意;
②,故②正确,符合题意;
③
,
若,
则,
解得,
∴,故③错误,
④∵,
又∵,
∴,故④正确,符合题意;
综上,结论正确的有个,
故选:.
3.当时,化简得( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:∵,
∴
∵,
∴,即,
∴.
故选C.
4.设,,,,,则的值( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解;,
,
∴,
∴
,
故选:B.
5.若a和b都是正整数且和是可以合并的二次根式,下列结论中正确的个数为( )
①只存在一组a和b使得;
②只存在两组a和b使得;
③不存在a和b使得;
④若只存在三组a和b使得,则的值为36或81
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【详解】解:①和都是正整数且,和可以合并的二次根式,
,
,
当时,,故结论①正确;
②,
当,则
当则.故结论②正确;
③,
当时,,
当时,,故结论③错误;
④,
,
当时,,
,
,
有无数和满足等式,故结论④错误.
综上所述:正确结论有①②,共2个,
故选:B.
二、填空题
6.已知,去分母,得;移项,得;两边平方,得;整理,得.我们规定:方程称为的“还原方程”.
(1)的“还原方程”是 ;
(2)若,则代数式 .
【答案】 4
【详解】解:(1),
去分母得:,
移项得:,
两边平方得:,
整理得:,
∴的“还原方程”是,
故答案为:;
(2)当时,
,
故答案为:4.
7.已知,则 .
【答案】
【详解】解:
.
8.若满足关系式 ,则 .
【答案】
【详解】解:由题意得,,,
∴,
∴,,
∴,,
∴,
由,解得,
∴,
∴,
故答案为:.
三、解答题
9.三个互不相等的负整数,若两两乘积的算术平方根都是整数,则称这三个数为“完美组合数”.例如:,,这三个数,两两乘积的算术平方根分别为整数6,3,2,所以这三个数称为“完美组合数”.
(1),,这三个数是“完美组合数”吗?请说明理由;
(2)若三个数,m,是“完美组合数”,其中有两个数乘积的算术平方根为9,求m的值.
【答案】(1),,这三个数是“完美组合数”,理由见解析
(2)m的值是
【详解】(1)解:,,这三个数是“完美组合数”,
理由如下:
∵,,,
∴,,这三个数是“完美组合数”;
(2)解:∵,
∴分两种情况讨论:
①当时,,
∴;
②当时,,
∴(不符合题意,舍之);
综上,m的值是.
10.阅读下列材料:
,像与与这样两个含有根式的代数式,它们的积不含根式,我们就说这两个代数式互为有理化因式,其中一个是另一个的有理化因式.请运用上面的知识解决下列问题:
(1)指出的有理化因式;
(2)计算化简,_________,________,________;
(3)类比(2)的方法,化简下列式子:__________;
(4)①已知,求的值;
②若同时满足以下两个方程:,求的值.
【答案】(1)
(2)
(3)9
(4)①;②
【详解】(1)解:的有理化因式是;
(2)解:;
;
;
故答案为:;
(3)解:
,
故答案为:;
(4)解:①
,
即,
;
②将两式左右分别相乘得,
,
则,
解得或,
经检验,不是原方程的解,
.
11.阅读材料:小明在学习二次根式后,发现一些含根号的式子可以写成另一个式子的平方,如:,善于思考的小明进行了以下探索:
设(其中、、、均为整数),则有.
,.这样小明就找到了一种把部分的式子化为平方式的方法.请你仿照小明的方法探索并解决下列问题:
(1)当、、、均为正整数时,若,用含、的式子分别表示、,则_______,_________;
(2)的算术平方根为_________________;
(3)若,且、、均为正整数,求的值;
(4)化简:.
【答案】(1);
(2)
(3)的值为或
(4)
【详解】(1)解:∵,
∴,,
故答案为:;;
(2)解:∵,
故答案为:;
(3)解:∵,
∴,,即,
∵、、均为正整数,
∴,或,,
∴当,时,;
当,时,;
∴的值为或;
(4)解:∵
,
∴.
12.小君想到了一种证明等式成立的方法.
证明过程如下:
设,,则,.
等号左边,等号右边;
∵,,
∴,
∴等号右边,
∴等号左边等号右边,
∴等式成立.
(1)小艳利用同样的方法求出方程的解.她的想法是:将一个无理方程转化为一个整式方程(组),再利用乘法公式和二元一次方程组的解法求出方程的解.请你帮助小艳完成她的求解过程.
解:设,,则________,________.将原无理方程转化为用m、n表示的整式方程(组),并完成原无理方程的求解过程如下:
(2)请直接写出方程的解为________.
【答案】(1)9;1;.
(2)
【详解】(1)解:设,,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴.
联立,解得:
∴.
∴.
故答案为:9;1.
(2)解:∵,
∴,
∴,
∴.
∴,解得:.
经检验:是原方程的解.
故答案为:.
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类型一、二次根式的双重非负性
类型二、根据字母的取值范围进行化简
类型三、复合二次根式的化简
类型四、字母为二次根式的化简求值
类型五、二次根式的探究规律问题
类型六、二次根式的材料题
类型七、二次根式的创新新定义题型
压轴专练
类型一、二次根式的双重非负性
双重非负性:
【例1】将二次根式根号外的移入根号内得到( )
A. B. C. D.
【例2】已知,则 .
【变式1-1】若,则的取值范围是( ).
A. B. C. D.
【变式1-2】化简:
(1);
(2);
(3);
(4).
【变式1-3】已知三角形的三边分别为,其中两边满足,那么这个三角形的最长边的取值范围是( )
A. B. C. D.
类型二、根据字母的取值范围进行化简
处理方式:先根据二次根式有意义的条件(被开方数非负、分母不为零等)确定字母的取值范围,再利用二次根式的性质,结合字母范围判断绝对值内式子的符号(非负时直接去绝对值,负数时取相反数),最后化简合并即可。
【例3】已知,化简二次根式的正确结果是( )
A. B. C. D.
【例4】是某三角形三边的长,则等于( )
A. B. C.10 D.4
【变式2-1】若实数m,n在数轴上的位置如图所示,化简代数式.
【变式2-2】已知a,b,c为三角形三边,则= .
【变式2-3】已知(m,n为两个连续奇数,),则下列对p的表述中正确的是( )
A.总是奇数 B.总是偶数
C.总是无理数 D.可能是有理数可能是无理数
类型三、复合二次根式的化简
处理方式:
假设,两边平方后得,对比系数得方程组,解出正实数(满足),代入原式即可化简为。
【例5】化简的结果是( )
A. B. C. D.
【例6】观察、思考、解答:
反之
(1)仿上例,化简:______,______.
(2)若,则m、n与a、b的关系是什么?并说明理由;
【变式3-1】已知a、b为有理数,且满足,则等于( )
A. B. C.2 D.4
【变式3-2】阅读与思考
形如的化简,只要我们找到两个数,使,,这样,,那么便有().
例如:化简.
解:首先把化为,这里,.
由于,,,,
∴.
仿照上面例题,解决下列问题.
(1).
(2).
(3).
【变式3-3】先阅读下列材料,再解决问题:
阅读材料:数学上有一种根号内又带根号的数,它们能通过完全平方公式及二次根式的性质化去一层根号.例如:
.
解决问题:
(1)在横线和括号内上填上适当的数:
;
(2)根据上述思路,试将予以化简.
类型四、字母为二次根式的化简求值
处理方式:先将字母所代表的二次根式化简或有理化,再对所求代数式进行因式分解、合并同类项等变形,使其能利用字母的结构特征(如平方、和差关系)整体代入
【例7】若,则代数式的值为( )
A.5 B.7 C.9 D.
【例8】已知,则代数式的值为( )
A. B. C. D.
【变式4-1】已知,.
(1)求的值;
(2)求的值.
【变式4-2】当时,多项式的值为
【变式4-3】写作业时,小明被一道题难住了:“若,求的值.”老师给予了必要的方法提示:不宜直接代入计算,需要先化简已知式,
……
请你根据老师的提示,解决如下问题:
(1)计算:________;
(2)若,求的值.
类型五、二次根式的探究规律问题
处理方式:先计算前几个具体式子的值或化简结果,观察根号内数字、被开方数结构或化简后形式的规律(如整数、分数、根号外系数与根号内的关系),分析其与项数n的关联(如平方数、等差数列、因式分解等),归纳猜想通项公式,再通过代入验证或代数化简(如配完全平方、分母有理化)证明规律的一般性。
【例9】一组数据按一定规律排列:,,,,,……,这组数据的第25项是 .
【例10】观察下列等式,并回答问题:
第1个等式:
第2个等式:
第3个等式:
第4个等式:
……
(1)请直接写出第5个等式_______;
(2)根据上述规律猜想:若n为正整数,请用含n的式子表示第n个等式,并证明;
(3)计算:.
【变式5-1】观察下列一组式子的变形过程,然后回答问题:
…
(1)求的倒数;
(2)请你用含(为正整数)的关系式表示上述各式子的变形规律(不必证明);
(3)利用上面的结论,求下列式子的值:
【变式5-2】观察下列各式:
,
,
,
……
请利用你所发现的规律,
求的值.
【变式5-3】观察下列等式:
第1个等式:,第2个等式:,第3个等式:,
第4个等式:按照以上规律,解决下列问题:
(1)第6个等式:______;
(2)写出你猜想的第个等式,并证明其正确性(用含的式子表示);
(3)若符合上述规律,请直接写出代数式的值.
类型六、二次根式的材料题
【例11】阅读材料:
大家知道是无理数,而无理数是无限不循环小数,因此的小数部分我们不可能全部写出来,于是小明用来表示的小数部分,你同意小明的表示方法吗?
事实上,小明的表示方法是有道理的,因为的整数部分是1,将这个数减去其整数部分,差就是小数部分.
又例如:因为,即,所以的整数部分为2,小数部分为.
请解答下列问题:
(1)的整数部分是_____,小数部分是_____;
(2)如果的小数部分为,的整数部分为,求的值;
(3)已知,其中是整数,且,求的相反数.
【例12】【阅读材料】我们已经学习了《二次根式》和《乘法公式》,聪明的你可以发现:
当,时:
∵,
∴.
∴,当且仅当时取等号,即当时,有最小值为.
【学以致用】根据上面材料回答下列问题:
(1)______(用>或<填空);式子的最小值为______;
(2)求分式的最小值
(3)应用:小明同学要做一个面积为1250平方厘米,对角线互相垂直的四边形风筝(如图所示),则用来做对角线(,)的竹条至少要多长?
【变式6-1】阅读材料:像,,……这种两个含二次根式的代数式相乘,积不含二次根式,我们称这两个代数式互为有理化因式.在进行二次根式运算时,利用有理化因式可以化去分母中的根号.
如:,
请你解决如下问题:
(1)的有理化因式是______,______.
(2)化简.
(3)数学课上,老师出了一道题“已知,求的值”
聪明的小明同学根据上述材料,做了这样的解答:
因为,所以.
所以,所以,所以,
所以,所以
利用上述方法:若,求的值.
【变式6-2】阅读材料1:
在不等式领域,有一个叫基本不等式的工具,表述如下:对于任意的正数a、b,都有,当且仅当时等号成立,它是解决最值问题的有力工具.
例如:在的条件下,,当且仅当时,即时等号成立,从而有最小值2.
阅读材料2:
我们知道,假分数可以写成一个整数与一个真分数的和,如,当分式的分母次数小于分子的次数时,也有类似的变换,如:
(1),
(2).
请根据阅读材料解答下列问题:
(1)若为正数,则的最小值为______,此时,______;
(2)若为正数,则的最小值为______,此时,______;
(3)求下列分式在给定的的取值范围内的最小值,并指出取得最小值时对应的的值.
①
②
【变式6-3】请阅读下列材料:
已知,求代数式的值.
小熙根据二次根式的性质:,联想到了如下解法:
由得,,则,即,∴,两边同时乘以x得,,把作为整体,代入原式得,原式.
请运用上述方法解决下列问题:
(1)已知,求代数式的值;
(2)已知,求代数式的值.
类型七、二次根式的创新新定义题型
【例13】对代数式M定义新运算:.对于若干个数,先将任意两个数求和,再将这些和分别进行新运算,最后再将新运算的结果求和,称此为“新运算操作”.例如,对1,2,3进行“新运算操作”,得以下结论正确的有( )
①若,则;
②在实数范围内存在x,使得进行“新运算操作”的结果为8;
③a,b,c的“新运算操作”化简结果可能存在的不同表达式共有6种.
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【例14】我们定义:一个整数能表示成(、是整数)的形式,则称这个数为“完美数”.例如,5是“完美数”.理由:因为.所以5是“完美数”.
【解决问题】(1)已知10是“完美数”,请将它写成(、是整数)的形式_____;
(2)已知(、是整数,是常数),要使S为“完美数”,试求出符合条件的一个值,并说明理由.
【探究问题】(3)已知,求的值是_____
【实际应用】(4)已知,,满足,求.
【变式7-1】定义:对于一组关于x的多项式,,,,当其中两个多项式的乘积与另外两个多项式乘积的差为常数p时(不含字母x),称这样的四个多项式是一组黄金多项式,常数p的绝对值是这组黄金多项式的黄金因子.若多项式,,,是一组黄金多项式,黄金因子为2,则n的值为 .
【变式7-2】定义:形如和的两个实数,叫做共轭实数,其中为有理数且,为正整数且开方开不尽.
(1)请你写出一对共轭实数:________和__________;
(2)共轭实数都是无理数,但它们的和与积都是有理数.请计算()中你写出的一对共轭实数的和与积;
(3)已知,求代数式的值.
【变式7-3】定义:若两个二次根式,满足,且是有理数,则称与是关于的和谐二次根式.
(1)若与是关于6的和谐二次根式,求的值.
(2)若为有理数,且与是关于的和谐二次根式,求和的值.
一、单选题
1.已知,,是的三边长,化简的结果是( )
A. B. C. D.
2.若、为正有理数,则有得到有理数结果,例如:.我们把称为“的有理化因式”,与互称为“有理化因式”.某同学利用有理化因式,得到如下结论:
①;
②;
③若(其中为有理数)则;
④若,则.
以上结论正确的有( )
A.个 B.个 C.个 D.个
3.当时,化简得( )
A. B. C. D.
4.设,,,,,则的值( )
A. B. C. D.
5.若a和b都是正整数且和是可以合并的二次根式,下列结论中正确的个数为( )
①只存在一组a和b使得;
②只存在两组a和b使得;
③不存在a和b使得;
④若只存在三组a和b使得,则的值为36或81
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
二、填空题
6.已知,去分母,得;移项,得;两边平方,得;整理,得.我们规定:方程称为的“还原方程”.
(1)的“还原方程”是 ;
(2)若,则代数式 .
7.已知,则 .
8.若满足关系式 ,则 .
三、解答题
9.三个互不相等的负整数,若两两乘积的算术平方根都是整数,则称这三个数为“完美组合数”.例如:,,这三个数,两两乘积的算术平方根分别为整数6,3,2,所以这三个数称为“完美组合数”.
(1),,这三个数是“完美组合数”吗?请说明理由;
(2)若三个数,m,是“完美组合数”,其中有两个数乘积的算术平方根为9,求m的值.
10.阅读下列材料:
,像与与这样两个含有根式的代数式,它们的积不含根式,我们就说这两个代数式互为有理化因式,其中一个是另一个的有理化因式.请运用上面的知识解决下列问题:
(1)指出的有理化因式;
(2)计算化简,_________,________,________;
(3)类比(2)的方法,化简下列式子:__________;
(4)①已知,求的值;
②若同时满足以下两个方程:,求的值.
11.阅读材料:小明在学习二次根式后,发现一些含根号的式子可以写成另一个式子的平方,如:,善于思考的小明进行了以下探索:
设(其中、、、均为整数),则有.
,.这样小明就找到了一种把部分的式子化为平方式的方法.请你仿照小明的方法探索并解决下列问题:
(1)当、、、均为正整数时,若,用含、的式子分别表示、,则_______,_________;
(2)的算术平方根为_________________;
(3)若,且、、均为正整数,求的值;
(4)化简:.
12.小君想到了一种证明等式成立的方法.
证明过程如下:
设,,则,.
等号左边,等号右边;
∵,,
∴,
∴等号右边,
∴等号左边等号右边,
∴等式成立.
(1)小艳利用同样的方法求出方程的解.她的想法是:将一个无理方程转化为一个整式方程(组),再利用乘法公式和二元一次方程组的解法求出方程的解.请你帮助小艳完成她的求解过程.
解:设,,则________,________.将原无理方程转化为用m、n表示的整式方程(组),并完成原无理方程的求解过程如下:
(2)请直接写出方程的解为________.
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